DIMOSTRATA UN’IPOTESI PREVISTA PIÙ DI 40 ANNI FA

Il buco nero che ripiega la luce

Uno studio condotto da ricercatori del Caltech presenta la prima evidenza osservativa del fatto che non tutta la luce irradiata dal disco che circonda un buco nero riesce facilmente a scappare dal buco nero stesso. Parte della luce viene ripiegata dal campo gravitazionale e, solo dopo essere stata riflessa dal disco, riesce a fuggire. Lo studio è in uscita su ApJ

     09/04/2020
Social buttons need cookies

Questa illustrazione mostra come parte della luce proveniente dal disco di accrescimento attorno a un buco nero viene ripiegata sul disco stesso a causa della gravità del buco nero, per poi essere riflessa dal disco. Gli astronomi hanno utilizzato i dati della vecchia missione Rossi X-ray Timing Explorer della Nasa e sono riusciti a distinguere la luce proveniente direttamente dal disco da quella riflessa. Il materiale tendente al blu che fuoriesce dal buco nero è un getto di particelle energetiche in uscita dal sistema. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/R. Hurt (Ipac)/R. Connors (Caltech)

Si dice spesso che nulla sfugge all’attrazione gravitazionale di un buco nero, nemmeno la luce. Questo è vero nelle immediate vicinanze del buco nero, ma se ci si allontana un pochino, fino al disco di materiale che ruota attorno ad alcuni buchi neri, la luce in realtà riesce a sfuggire. Questo è il motivo per cui riusciamo a “vedere” i buchi neri che stanno accrescendo materiale dal disco, essendo proprio questo materiale che emette i raggi X che rileviamo.

Un nuovo studio in uscita su The Astrophysical Journal presenta la prima evidenza che, di fatto, non tutta la luce irradiata dal disco che circonda il buco nero fuoriesce facilmente dal campo gravitazionale del buco nero stesso. Parte di questa luce cede alla sua mostruosa attrazione, si dirige verso il buco nero eventualmente girandogli attorno come un boomerang, viene riflessa sul disco di accrescimento e, solo allora, riesce a fuggire.

«Abbiamo osservato la luce che proviene da molto vicino al buco nero, che sta cercando di fuggire ma viene attirata dal buco nero stesso come un boomerang», afferma Riley Connors del Caltech, primo autore dello studio. «Questo comportamento era stato previsto negli anni ’70, ma non era mai stato dimostrato, fino ad ora».

Questa nuova scoperta è stata resa possibile analizzando la raccolta di osservazioni d’archivio della missione Rxte (Rossi X-ray Timing Explorer) della Nasa, conclusa nel 2012. I ricercatori hanno esaminato un sistema binario, chiamato Xte J1550-564, formato da un buco nero di circa 10 masse solari, attorno al quale orbita una stella simile al Sole. Il buco nero si nutre di questa stella, trascinando il materiale sul suo disco di accrescimento. Osservando nel dettaglio la radiazione X proveniente dal disco, mentre sta spiraleggiando vorticosamente attorno al buco nero, il team ha trovato le prove che tale radiazione, prima di fuggire verso di noi, ha subito una deviazione verso il disco, sul quale è stata successivamente riflessa. «Il disco si sta essenzialmente illuminando», spiega il co-autore Javier Garcia, del Caltech. «I teorici avevano predetto quale frazione della luce si sarebbe ripiegata sul disco e ora, per la prima volta, abbiamo confermato quelle previsioni».

Gli scienziati sostengono che i nuovi risultati offrono un’ulteriore conferma indiretta della teoria della relatività generale di Albert Einstein e saranno di grande aiuto nelle future misurazioni della velocità di rotazione dei buchi neri. «Poiché i buchi neri possono potenzialmente ruotare molto velocemente, non solo piegano la luce ma la torcono», afferma Connors. «Queste recenti osservazioni sono un altro tassello del puzzle che permetterà di capire quanto velocemente ruotano i buchi neri».

Per saperne di più: